Физика-9кл-Кикоин-ГДЗ-1999 (9 класс - Кикоин), страница 6

На тело действует сила тяжести; на опору – вес тела.4. Всякое тело, на которое действует только сила тяжести или вообще сила всемирного тяготения, находится в состоянии невесомости.5. Состояние невесомости состоит в том, что сила всемирного тяготения (следовательно и сила тяжести) сообщают всем телам одинаrковое ускорение g .6. Нет. Сила тяжести (притяжения) остается и именно она являетсяпричиной свободного падения.7.

Тело также будет находиться в состоянии невесомости.§ 31 Вопросы1. При ускоренном движении тела вниз буде наблюдаться уменьшение веса тела. Если тело движется ускоренно вверх, то будет увеличение веса.2. Нет. В этом случае вес тела будет равен силе тяжести. Это можнодоказать, составляя проекции векторов сил на ось Y (направленнуюперпендикулярно движению тела).(Fупр)у−mgу=0(Fупр)у=+−mg3.

Космонавт будет испытывать перегрузку и его вес увеличится.4. Космонавт будет испытывать уменьшение веса.5. В нижней точке «мертвой петли» вес летчика увеличится, а вверхней – уменьшится.6. Нет. Т.к. масса – это постоянная величина, которая характеризуетсвойство инертности тела.50Упражнение 14.№1Дано:m=500 кгFT, P−?Решение:rа) при перемещении плиты равномерно вверх ( a = 0).Уравнение, выражающее второй закон Ньютона в векторной форме:r rm g = F упр = 0, или в проекциях на ось Y:mgy+Fyпp.y=0, gy=-g; Fyпp.y =Fyпp..Итак,Fyпp.=FT=mg=500 кг ⋅ 9,8 м/c2=4900 H;P=Fyпp.=4900 H.б) при перемещении плиты равномерно внизra =0.

Рассуждая аналогично первому случаю,получим:Fупр.=FТ=4900 Н; P=Fyпp.=4900 H.в) горизонтальное перемещение. Второй законНьютона в проекциях на ось Y:mgy+Fyпp.y=0.Fупр.=4900 Н; Р=Fупр.=4900Н,rrт.к. проекция силы F = m a на ось Y равна нуrrлю, т.к. ускорение a , следовательно и сила Fперпендикулярны оси Y.№2Дано:m = 100кгР−?Решение:а) при поднятии вверх с ускорением а=0,3м/с2.Второй закон Ньютона в векторной форме:rr rrF = m a = F упр . + F тв проекциях на ось Y:51rrF упр .Y + F тY = ma Ya Y = a ; F тY = − mg ; F упр .Y = F упрF упр = mg + ma = m ( g + a ) ==100 кг⋅(9,8 м/с2+0,3 м/c2) = 1010 Н.Ответ: P=Fyпp=1010 Н.б) при опускании с ускорением а=0,4 м/с2II закон Ньютона в векторной форме:rr rrF = m a = F упр .

+ F т в проекциях на ось Y:rrF упр .Y + F тY = ma Ya Y = a ; mg Y = − mg ; F упр .Y = F упрFупр−mg=−maFупр=−ma+mg=m(g−a)==100 кг ⋅(9,8 м/с2−0,4 м/с2) = 880 H.Ответ: P=880 Нв) при равномерном движении. Как было показано в первой задачеэтого упражнения, когда а = 0 мы имеем случай, чтоFТ.=Fyпp=mg=980 H=Pг) при свободном падении. Согласно 2-ому случаю этой задачи приопускании тела с ускорением а вес равен P=m(g−a).r rПри свободном падении g = a = 9,8 м/с2 и подставляя в выражениедля Р, получим:P=m(g−g)=0.№3Дано:R=100 мm=2000 кгV=60 км/чР в (⋅) В−?52Решение:II закон Ньютона в векторном виде (ось Yнаправляем вниз, к центру моста).r2r rr− N + F т = ma = mVRrrF = m a , т.к. движение происходит по окруж-ности.

В проекция х на ось Y: Ny + Fту = maуNy=−N; Fту = mgу=mg;2aу=a= V .RПо условию задачи V=60 км/ч≈16,7 м/с.Итак:2-N+mg= mV . отсюда:R22(16,7 м с )2 N=mg− mV = m ⋅  g − V  = 2000кг ⋅  9,8 м 2 −=сRR 100м2000 кг ⋅(9,8 м/с2−2,79 м/с2)= 14022,2 Н≈14022 НN=P=14022 Hвес автомобиля в высшей точке выпуклого моста уменьшится на величину, равную22000кг ⋅ (16,7 м с )mV== 5578Н ≈ 5600Н .R100м2Ответ: Р в (⋅) В примерно равен 5600 Н.№4Дано:m=1000 r=1 кгRз=6400 км==6400⋅103 мРна экваторе − ?Рна полюсе − ?Решение:а) Найдем ось вращения наполюсе ((⋅) А). Земля вертитсявокруг своей оси, котораяпроходит через полюса земли.Проведем ось Y по этой оси.На тело будут действоватьrсилы: сила тяжести F т ; силаrреакции опоры N Земли.Ускорение в (⋅) А равно нулю,т.к.

она находится на осивращения.53II закон Ньютона в векторном виде:r rN +Fт = 0или в проекциях на ось Y:Nу+Fту=0, Ny=N; Fту=−Fт=−mg.Подставляя получим:N = mg = 1 кг ⋅ 9,8 м/с2 = 9,8 Н.б) Определим вес тела на экваторе ((⋅)В).При нахождении веса тела на экваторе ((⋅) В)rна тело действуют реакция опоры N , силаrrтяжести F т = m g, а также центростремительrrrная сила F = m g, где a центростремительноеускорение, приобретаемое телом за счетвращения Земли вокруг оси.Ось вращения направлена перпендикулярно плоскости вращения ипроходит через (⋅) O. II-ой закон Ньютона в векторном виде:rrrN + mg = ma.В проекциях на ось Y: Ny + mgy = may.

Ny = N;mgy = -mg; maу = −mа. Итак, N=m(g−a).Ускорение а тела при вращение Земли вокруг оси определим следующим образом:224π ⋅ R зa=V =,2RTгде Т – период обращения Земли вокруг оси;Rз − радиус Земли. Т=24 ч=86400 с. Подставляя вформулу для вычисления N, получим:23 24 π R з  9,8 м 2 − 4 ⋅ (3,14 ) ⋅ 6400 ⋅ 10 м  ==⋅N=m⋅  g −1кг2 с(86400с ) 2T = 1кг .(9,8 м/c2 – 0,034 м/c2) = 9,766 HОтвет: Вес тела P=N=9,766 Н≈9,77 Н.54§ 32 Вопросы.1. Свободно падающее тело движется с ускорением g=9,81 м/c2.

Тело брошенное вверх движется равнозамедленно с тем же ускорением g=9,8l м/c2.2. Ускорение, сообщаемое телам силой тяжести, постоянно и не зависит от его массы.3. Ускорение постоянно, так как постоянна действующая на телосила. Ускорение не зависит от массы тела потому, что сама силапропорциональна массе.4. В данном случае ускорение от массы тела не зависит т.к. оно двигается с ускорением свободного падения. Но движение не будетравноускоренным, так как ускорение свободного падения зависит отрасстояния до земли и на высоте в сотни и тысячи километров егоизменение будет существенным.Упражнение 15№1Дано:Решение:t=4 сНаправим координатную ось Y вниз, а начало отg=9,8 м/с2счета О выберем в точке на поверхности Земли.h–?Камень падал на дно ущелья глубиной h в течениивремени t. В начальный момент скорость тела равнялась нулю.

Глубину ущелья найдем используяформулу:2y=h=0+0+g t .2Подставив значения g и t из условия задачи получим:24ch = 9,8 м/c2 2 ≈78 м.Ответ: h≈78 м.№2Дано:V0=0h=540 мg=9,8 м/С2t−?V−?Решение:Направим координатную ось Y вверх, а начало отсчета О выберем на поверхности Земли. Тогдаgу=−g; Vу=−V; V0у =0. В момент приземления телаh=0. Время падения тела найдем из формулы:0=h0+0−g2h 0t2, откуда t=.g255Подставив сюда данные задачи, найдемt=2⋅ 540м≈ 10,5с.9,8 м с 2Скорость вычислим по формуле:– V = -0 – gt, отсюда V=gt.Подставив данные задачи и полученное значение времени, найдем V = 9,8 м/с2 ⋅ 10,5 c ≈ 103 м/с.№3Дано:V0=0h=4,9 мt–?V–?Решение:Направим координатную ось Y вверх, а начало отсчета О выберем на поверхности Земли.Тогда gy=-g, Vy=-V, V0y=0.

Время, за которое телопройдет путь h=h1–h2 определим из формулы:h2–h1=0– gt2,2откуда –h=–gt2,2откуда t=2h.gПодставив сюда h, g из условия задачи, получим:2 ⋅ 4,9м≈ 1с.9,8 м с 2Скорость в момент прохождения пути h вычислим по формулеVy=V0y+gyt. В нашем случае эта формула примет вид:−V=−gt. Отсюда V=gt.Подставив сюда данные задачи и полученное значение t, найдем: V= 9,8 м/с2 ⋅ 1 с= 9,8 м/с.Ответ: t=l с, V=9,8 м/с.56№4Дано:V10=0∆t0=1 сh0=180 м∆t=0V20−?Решение:Направим координатную ось Y вверх, а начало отсчета O выберем на поверхности Земли. Время падения первого камня определим используя формулу из предыдущей задачи: t=Подставивt1=сюдаданные2h 0.gзадачи,получим2⋅ 180м≈ 6с.9,8 м с 2Т.к.

оба камня приземлились одновременно, а второй камень был брошен на одну секунду позже, товремя падения второго камня:t2=t1−l c,подставив значение t1 получим: t2=6 c − l c=5 c.Начальную скорость сообщенную второму камню,определим по формуле:h = h0y + V0у ⋅ t +gуt 22.В нашем случае эта формула примет вид:0= h0+V0y t+V0 =gуt 22. , откудаt222 = h0 −g t .tt2h0 −gПодставив сюда данные задачи и полученное180м 9,8 с 2 ⋅ 5с−≈ 11м / с.5с2мзначение, найдем: V0=Ответ: V0≈11 м/с.№5Дано:h0=20 мg=9,8 м/с2V2=2V1h1−?Решение: .Направим координатную ось Y вверх, а начало отсчета О выберем на поверхности Земли.Время падения тела найдем из формулы:t22h 0.0=h0+0−g 2 , откуда t2=g257Подставив сюда данные задачи, найдем: t2=2⋅ 20м.9,8 м с 2Скорость в момент приземления вычислим по формуле −V2=0−g2.Отсюда V2=g2.

Подставив сюда данные задачи и найденное времяпадения t2, получим: V2=9,8 м/с2 ⋅ 2с ≈ 20 м/с. Время, через котороескорость падающего тела будет вдвое меньше скорости в моментприземления определим из равенства:V2 gt 2,=V1 gt 1откуда: t1=t2V1.V2Подставив значениеV2, получим:V1t1=2 c⋅l/2=l c.Высоту, на которой тело имело скорость V1=V2, найдем используя2формулу:h1=h0−gt 12.2Подставив в формулу h0, g, t1, получим:h1=20 м −9,8 м с 2 ⋅ (1с ) 22≈ 15м.Ответ: h1=15 м.№6Дано:V0=30 м/сg=9,8 м/с2h−?58Решение:Координатную ось Y направим вверх, а началоотсчета О выберем на поверхности Земли. В этомслучае V0y=V0, gy=-g.

В высшей точке подъемаV=0.Время подъема тела определим из уравнения:0 = V0 − gt,откудаt=Отсюда t=V0.g30м / с≈ 3с.9,8 м с 2Высоту подъема вычислим по формуле:h = h0y + V0у ⋅ t−gy t .22В нашем случае эта формула примет вид:h=0+30 м/с⋅3−9,8м/с2( 3c ) 2≈ 46 м.2Ответ: h≈46 м.№7Дано:t=8cg=9,8 м/с2hn−?V0−?Решение:Координатную ось Y направим вверх, а начало координат О выберем на поверхности Земли. Так какна тело кроме силы тяжести другие силы не действуют то время его полета до высшей точки подъема равно времени его падения, t1=t2=t/2.Подставив значение t, получим:t1=t2=8c/2=4c.Т.к.

точка наивысшего подъема совпадает с точкойначала падения этого тела, то высота подъемаhn=h0. Высоту h0 вычислим по формуле:h=h0−V0t−gt2.2В момент приземления h=0, а на высоте h0 скорость V0=0. Таким образом формула примет вид:0=h0−gt2,2отсюдаh0=gt2.2Подставив значения g и t, получим:59( 4c ) 2hn=h0=9,8 м/с 2 ≈ 78 м.2Учитывая то, что начальная скорость брошенного тела на высоту hравна конечной скорости падающего тела с этой же высоты, то начальную скорость вычислим по формуле:V0=Vn; Vкможно вычислить по формуле−Vк=0−gt; Vк=gt.Отсюда V0=Vк=9,8м/с2−4с≈39м/с.Ответ: hn≈78 м, V0≈39 м/с.№8Дано:V0=40 м/сt1=3 ct2=5 сh1,V1,h2,V2−?Решение:Как и в предыдущей задаче, направим координатную ось Y вверх. В этом случаеV0y=V0, gy=−g.В высшей точке подъема V=0.